印媒《欧亚时报》在5月31日报道称,印度要从旷日持久的俄乌冲突中吸取超音速以及精确打击武器的重要性,必须将目前被印媒誉为“终极打击武器”的布拉莫斯导弹小型化,可以挂载在米格-29和幻影-2000上使用,以达到狼群攻击的战术,这才有可能与北方邻居中国的冲突中保持不败之地!

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“终极打击武器”布拉莫斯很优秀:但它太重了!

俄乌战场是各方武器的试验场,俄罗斯军方在战场上投入了大量高精尖武器,包括口径巡航导弹、匕首高超音速导弹与防区外投送的精确制导武器,取得了相当不俗的战绩,但缺点也很明显,俄罗斯军方的精确制导武器不是太少就是数量太少,到最后只能用成本高昂的战斗机带着无制导炸弹与火箭轰炸乌军阵地,一旦被击落损失至少也是数千万。

印度未来可能也会遭遇类似的情况,一旦与北方邻居中国开战,中国内陆地域广阔,尽管印度拥有庞大的中程弹道导弹部队,但这意味着战争的升级,因此在常规战争条件下,印军战机可能需要深入内陆攻击,射程超过500千米、最高速度可达3马赫的布拉莫斯超音速导弹显然是最佳选择,印媒称这种武器将会让PLA很难防御,因此布拉莫斯也被誉为“终极打击武器”。

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终极打击武器”布拉莫斯超音速导弹

这是印度国防研究与发展组织(DRDO) 和俄罗斯联邦NPO Mashinostroyeniya合作研制的中程冲压喷气的超音速导弹,可以从潜艇、舰船、飞机或陆地等全平台发射,全重为2.5~3吨,其射程在500千米左右,最高速度可达3马赫,印媒表示这是全世界最快的超音速巡航导弹。

布拉莫斯的原型是俄罗斯SS-N-26 Oniks导弹,是苏联切洛梅设计局1983年设计用来取代P-270“白蛉”和P-700“花岗岩”的超音速反舰导弹、是P-700的改进版,GRAU编号3M55,空射型编号为Kh-61。出口型称为Yakhont,意为红宝石或蓝宝石,外界通称宝石反舰导弹

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P-700“花岗岩”

布拉莫斯导弹基本沿用了该导弹的技术,整体主要分为四部分,导引头、弹头、燃料与冲压发动机和助推火箭,最关键的部分主要是冲压发动机与助推火箭,这是将导弹加速至超音速的关键。

布拉莫斯使用的发动机是液体冲压发动机,这是一种比较特殊的发动机,静止状态下看就是一根前后相通的管子,但这根管子在高速下却会发生奇异的变化,而导致这个变化的就是超音速后再进气道唇口以及内壁特殊设计产生的激波。

激波是一种机械波,是飞行器超过音速后前方的空气被压缩产生的一种特殊现象,空气在通过这种界面后会被压缩,激波会在特殊结构的进气道内反射,相当于一层层压气级,到燃烧室时这些空气就会变得高温并且高压,此时从进气道中混入的燃料在燃烧室中点燃,形成膨胀的高温燃气,从尾喷口排出形成推力。

这种冲压发动机结构没有运动部件,免维护,成本很低,但需要有相当沉淀的空气动力学技术。但这种发动机需要被加速到超音速后才可以工作,因此在导弹尾部需要配置一个助推的固体火箭发动机,将其加速到高速后再开启冲压发动机。

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因此布拉莫斯导弹是一枚具有二级结构的导弹,但布拉莫斯的前身是SS-N-26 Oniks导弹是一种二级构型但却只有一级的导弹,原因是SS-N-26 Oniks导弹用了冲压发动机的燃烧室一体化技术,将固体火箭的燃料装到了这个燃烧室里,烧完了就直接启动冲压发动机。

但笔者目前查到的布拉莫斯导弹并没有使用这种结构,原因很可能就是印度的冲压燃烧室/火箭发动机一体化技术不过关,而俄罗斯也懒得手把手教,反正印度的布拉莫斯要求也不是很高,这就导致了布拉莫斯导弹超大超重的问题:

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加上助推器后总长度达到了8.1米(舰载、潜射与陆基型),即使是空射版也达到了6米以上,重量超过2.5吨,目前这种导弹就算是挂载苏-30MKI机腹挂架下也很尴尬,因为高达2.5吨的重量会比较严重的影响苏-30MKI的作战半径。

超重、超长,归根结底还是技术不足

布拉莫斯的母版SS-N-26 Oniks导弹是一种苏联时代的导弹,布拉姆斯的液体冲压发动机技术也基本就是照搬,SS-N-26 Oniks导弹本身就是一种比较大型的导弹,现在看起来傻大笨粗设计还是已经优化过的,当年设计要求是实现超音速并缩小体积(只有大型导弹P-700花岗岩的一半),但那是1980年代的数据,到了印度与俄罗斯合作研制时已经是1998年。

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与其说是合作研制,不如说是俄罗斯将库存技术卖给印度,然后印度消化吸收!不过各位可看清楚了,双方名义还是合作研制,印度没有布拉莫斯的完整版权,销售收益俄罗斯是占股份的,简单地说就是俄罗斯假装研制了,而印度却花了大价钱只是研究了俄罗斯1980年代的技术。

而究其原因则是印度对超音速冲压发动机技术实在是太薄弱了,俄罗斯给的是SS-N-26 Oniks导弹的冲压发动机,按理说印度人要照葫芦画瓢成自家更合适的小型结构,但印度人似乎搞不定,照搬了SS-N-26 Oniks导弹的发动机,所以这样的导弹结构能不大吗?

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这个“小型化”技术还是到了Block II时期才减下来的,但总量还有2.55吨,也就是目前公开的2.5吨就是Block II的数据,看着布拉莫斯的数据不错,也确实达到了印度军方的要求,但这种导弹缺点也是非常明显的:

  • 1、偏大、偏重是大家都知道的缺点;
  • 2、头部进气导致雷达导引头天线直径不够大,扫描角度偏窄;
  • 3、偏长并且头部进气,导致机动性比较差

第一第二估计大家都能弄明白,但第三个问题稍稍有点复杂,长了机动性不佳是事实,更重要的原因是机头进气,这个冲压发动机激波压缩条件比较严格,如果机动过载超过飞行包线的话就会破坏这个条件,造成的后果自然是喘振或者熄火,要是冲压发动机熄火就死透了,很难再次点火,所以布拉莫斯这个毛病是无法改变的。

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另一个就是最大射程号称500千米,那是高空弹道的结果,要是低-低-低的弹道,坊间估计也就120千米左右。

“布拉马斯特拉”( Brahmastra ):印度的问题在哪里?

“布拉马斯特拉”也就是是BrahMos-NG版本,即布拉莫斯的下一代,这个版本的设计要求是将发射重量降低为1.5吨,长度在6米以内,弹径不超过0.5米,比早期的布拉莫斯版本要轻一半,长度也短三米,但射程也被缩减到了300千米以内。

印度的主要目的是能将导弹挂上印度空军的米格-29以及光辉战机和幻影-2000,这三种战斗机可以挂载一枚,而苏-30 MKI则可以挂载3枚,大大增强印度空军的打击能力,并且小型化后还有一个优势是雷达反射面积更小,更难被发现与拦截。

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BrahMos-NG的问题:印度技术整合能力太差

上文已经说明布拉莫斯是印度与俄罗斯合作的冲压喷气超音速导弹,这俄罗斯什么时候要和印度合作了?所以就是印度拿钱俄罗斯装装样子,印度也倍有面子,所以俄罗斯好的技术并不会真正给印度,想要射程升级也非常困难,早在2017年7月6日,新华社就报道了印度布拉莫斯打算将射程升级到800千米,准备对布拉莫斯导弹的大刀阔斧的改进:

通过升级导弹冲压发动机的巡航性能,同时大量使用复合材料来减轻导弹的重量,并增加导弹的燃料携带量,把导弹的最高速度从2.8马赫提高到了4.5马赫,射程从500千米升级到800千米。

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这个复合材料、燃料箱增加这些技术印度都会,唯独这个射程的关键是升级冲压发动机的性能,每种冲压发动机有一个最佳速度范围,原因是进气道的压气激波会随着速度改变而改变,当为了2~3马赫设计的进气道在速度增加后,压气效率就会下降,导致速度无法提升。

要改变这个问题有两种方式,一种是使用可调整进气道,另一种是直接将进气道最佳工作速度区间提升,但此时会增加巡航速度,一个会增加助推火箭的装药量,因为冲压发动机启动速度也增加了。另一个是速度增加后,射程会减小,最佳模式是低音速巡航,高音速突防,但这个设计印度人根本就玩不转。

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另一个增加射程的方式就是装载更高能的燃料,看着很简单,但为了燃烧效率依然会调整发动机的相关参数,所以印度目前就等俄罗斯升级P-800玛瑙导弹的发动机,然后印度人再拿到俄罗斯的技术来升级布拉莫斯导弹!但这只是布拉莫斯-A导弹的基础上升级,并不是给BrahMos-NG也就是“布拉马斯特拉”( Brahmastra )准备的。

因此目前印度存在的问题是如何将布拉莫斯的发动机缩小,装进“布拉马斯特拉”( Brahmastra )的导弹中,对俄罗斯来说,这缩小冲压发动机可能根本就不是啥大问题,但印度人可能就头大了,这就是“布拉马斯特拉”导弹目前存在最大的问题,所以到了2023年这射程问题还没解决,而且现在俄罗斯忙着打乌克兰,哪有时间帮印度升级?

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LCA战斗机挂BrahMos-NG

头部进气:那都是中俄玩剩下的

有兴趣的朋友可以了解下,全球使用头部进气的导弹并不多见,除了俄罗斯的SS-N-26(P700、3M45)和SS-N-26(P-800、3M55)和布拉莫斯这一家子,原因上文也说明了,头部进气实在是鸡肋,进气道穿越整枚导弹,增大体积,减少导引头雷达直径,减少战斗部等等缺点,目前超音速反舰导弹都是肋部进气!

比如早期的俄罗斯白蛉”3M80(P-270)反舰导弹、KH-31超音速反舰导弹和中国的YJ-12以及YJ-91超音速反舰导弹,这种进气道比较特殊,为90°分布在四周的四条肋,每条肋前端就是一个冲压进气道,无论导弹如何机动,都会有1~2个进气道保持畅通。

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并且这种进气道还不会影响头部导引头与弹头布置,导弹体积也大幅度缩小,所以同级别的肋部进气要比头部进气的导弹紧凑得多,但印度明显没有这样的技术。至于助推火箭与冲压发动机燃烧室一体化技术,中俄都早已搞定了,除了特殊情况不再搞个独立的助推发动机。

另一个则是中俄都实现了固体冲压一体化发动机技术,体积还可以进一步缩小,这是一种比较特殊的冲压发动机,液体冲压是将液体燃料雾化后注入燃烧室,而固体冲压是用固体燃料贫氧燃烧后的富燃气体注入燃烧室,两者原理差不多,但燃烧室设计就比较复杂了:

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侧边进气的固体冲压

液体燃烧混合与气体燃烧混合不一样,燃烧室火焰稳定技术也是千差万别,另一个则是肋部进气的液体冲压发动机理论上转固体冲压发动机比较有可能,因为进气道和燃烧室结构始终不变,但头部进气就傻眼了,随着燃料消耗,进气道和燃烧室结构会变化,所以头部进气的要转向固冲难度更高。

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头部进气的固体冲压

所以各位明白什么了没有?俄罗斯丢给印度的布拉莫斯的头部轴对称进气技术基本就是上一代冲压发动机技术,要放在2000年前搞定,那还是不错的,但到了2020年代,虽然不能说是垃圾,但基本属于上一代技术,是中俄玩剩下的。而中国的导弹,各位还是看看下面这张图吧,大家就知道印度的布拉莫斯到底是个什么层次了!

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上面是傻大笨粗的俄罗斯印度系,下面是短小精悍的中国系

下一代导弹用什么进气?还是头部,不过这个头部就有讲究了,超燃冲压很可能是斜激波进气道,亚燃冲压可能是类似DSI的头部进气道,轴对称进气道不是不能用,就是局限性比较大。

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上图中第二种进气方式

关于导弹技术这方面写起来就刹不住车,一不小心就写多了!最后总结一下吧,印度战斗机、导弹、军舰与潜艇这些技术都没玩顺,印媒吹嘘的“终极打击武器”也就是提振一下民心而已,就像当年我国的022导弹艇狼群战术围困美国的航母打击群一样,实际可操作性比较低,但这不重要,能给民众以无比的信心,不过中印两国不一样的是中国可期而印度是遥遥无期!